回生ユニット
【課題】アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを効率よく回生できる回生ユニットを提供すること。
【解決手段】回生弁２０を介して供給される作動油によって回生モータ１１が回転駆動される回生ユニット１０であって、回生モータ１１は、ピストン７５及びシリンダブロック７１を収容するモータ室９９を画成するベースプレート８５を備え、回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に収容されるスプール４６と、を備え、このスプール４６が移動されるのに伴って回生モータ１１に対する作動油の供給量が調節される構成とした。
【解決手段】回生弁２０を介して供給される作動油によって回生モータ１１が回転駆動される回生ユニット１０であって、回生モータ１１は、ピストン７５及びシリンダブロック７１を収容するモータ室９９を画成するベースプレート８５を備え、回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に収容されるスプール４６と、を備え、このスプール４６が移動されるのに伴って回生モータ１１に対する作動油の供給量が調節される構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを回生する回生ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたエネルギ回生システムは、アクチュエータから流出する作動油圧によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動油の供給量を調節する回生弁とを備える。
【０００３】
アクチュエータから流出する作動油が、回生弁を介して回生モータに供給されることにより、回生モータが回転作動して電動機（ジェネレータ）を駆動し、この電動機によって発電される電力がバッテリに充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６３１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のエネルギ回生システムにあっては、回生モータと回生弁とが配管等によって接続される構造のため、回生モータに給排される作動油の流れに付与される圧力損失を増大し、アクチュエータから流出する作動油の圧力エネルギを回生する効率が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを効率よく回生できる回生ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アクチュエータから流出する作動流体の圧力によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動流体の供給量を調節する回生弁と、を備える回生ユニットであって、回生モータは、複数のピストンと、このピストンが往復動可能に収容されるシリンダブロックと、ピストン及びシリンダブロックを収容するモータ室と、このモータ室を画成するモータハウジング及びベースプレートと、を備え、供給される作動流体の圧力によってピストンがシリンダブロックに対して往復動することによってシリンダブロックを回転駆動する構成とし、回生弁は、ベースプレートに形成される収容孔と、この収容孔に収容されるスプールと、を備え、このスプールの移動に伴って回生モータに対する作動流体の供給量が調節される構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、回生モータのケーシングを構成するベースプレートに回生弁が設けられることにより、回生弁と回生モータを結ぶ配管等が不要になり、回生モータに給排される作動流体の流れに付与される圧力損失を低減し、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを効率よく回生することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示す掘削アタッチメントの概略側面図。
【図２】同じく流体圧制御装置の概略構成図。
【図３】同じく回生モータの断面図。
【図４】同じく図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、油圧ショベルの掘削アタッチメント１００の構成を示す概略側面図である。
【００１２】
掘削アタッチメント１００は、掘削作業等を行うためのブーム１０１、アーム１０２及びバケット１０３を備え、これらをアクチュエータであるブームシリンダ１０４、アームシリンダ１０５及びバケットシリンダ１０６によってそれぞれ駆動する。ブームシリンダ１０４、アームシリンダ１０５及びバケットシリンダ１０６は、それぞれ油圧シリンダである。
【００１３】
ブームシリンダ１１０は、そのピストンロッド１０７がブーム１０１に連結されており、ピストンロッド１０７が移動して伸縮することによってブーム１０１を駆動する。
【００１４】
図２は、油圧ショベルの動作を制御する流体圧制御装置１の概略構成図である。以下、ブームシリンダ１１０の作動を制御する構成について説明する。
【００１５】
ブームシリンダ１１０は、そのピストン１０８によってロッド側圧力室１１１とボトム側圧力室１１２とに区画される。
【００１６】
油圧源であるメインポンプ３０及びサブポンプ８０は、油圧ショベルに搭載されたエンジン（図示せず）によって駆動され、加圧した作動油（作動流体）をそれぞれ吐出する。エンジンは、運転効率の良い所定の回転速度、負荷で運転される。
【００１７】
なお、作動油としてオイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いても良い。
【００１８】
メインポンプ３０から吐出される作動油は、メイン制御弁４０を介してブームシリンダ１１０のロッド側圧力室１１１またはボトム側圧力室１１２に供給される。
【００１９】
メイン制御弁４０は、ポンプポート４１、タンクポート４２、第一負荷ポート４３、第二負荷ポート４４を有する。ポンプポート４１は、メインポンプ３０の吐出口に接続される。タンクポート４２は、タンク５９に接続される。第一負荷ポート４３は、第一負荷通路５１を介してブームシリンダ１１０のロッド側圧力室１１１に連通される。第二負荷ポート４４は、第二負荷通路５２を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００２０】
メイン制御弁４０は、ブームシリンダ１１０を伸長させる伸長ポジションａ、ブームシリンダ１１０を収縮させる収縮ポジションｂ及びブームシリンダ１１０の負荷を保持する停止ポジションｃを有する。
【００２１】
メイン制御弁４０は、一対のパイロット圧室６３、６４と一対のスプリング６１、６２を備える。このスプリング６１、６２の付勢力によって図示のように停止ポジションｃに保持された状態では、各ポート４１〜４４のすべてが閉ざされ、ブームシリンダ１１０の負荷が保持される。
【００２２】
メイン制御弁４０は、一方のパイロット圧室６３にパイロット圧が導かれると、スプリング６１、６２の付勢力に抗して図にて左側の伸長ポジションａに切換わる。この伸長ポジションａにて、ポンプポート４１と第二負荷ポート４４とが連通し、タンクポート４２と第一負荷ポート４３とが連通する。これによりメインポンプ３０から吐出される吐出油が第二負荷通路５２を通ってボトム側圧力室１１２に供給され、ロッド側圧力室１１１の作動油が第一負荷通路５１を通ってタンク５９に戻され、ブームシリンダ１１０が伸長する。
【００２３】
メイン制御弁４０は、他方のパイロット圧室６４にパイロット圧が導かれると、スプリング６１、６２の付勢力に抗して図にて右側の収縮ポジションｂに切換わる。この収縮ポジションｂにて、ポンプポート４１と第一負荷ポート４３とが連通し、第二負荷ポート４４とタンクポート４２とが連通する。これにより、メインポンプ３０から吐出される吐出油が第一負荷通路５１を通ってロッド側圧力室１１１に供給され、ボトム側圧力室１１２の作動油が第二負荷通路５２を通ってタンク５９に戻され、ブームシリンダ１１０が収縮する。
【００２４】
収縮ポジションｂにて、第二負荷ポート４４とタンクポート４２と連通する連通路には絞り４５が介装される。これにより、…
サブポンプ８０から吐出される作動油は、サブ制御弁８１を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に供給される。
【００２５】
サブ制御弁８１は、ポンプポート８２、負荷ポート８３を有する。ポンプポート８２は、サブポンプ８０の吐出口に接続される。負荷ポート８３は、第三負荷通路５３を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００２６】
サブ制御弁８１は、ブームシリンダ１１０を伸長させる増速ポジションｄ及びブームシリンダ１１０の負荷を保持する中立ポジションｅを有する。
【００２７】
サブ制御弁８１は、一つのパイロット圧室８４と一つのスプリング６８を備える。このスプリング２８の付勢力によって図示のように中立ポジションｅに保持される状態では、各ポート８２、８３が閉ざされる。
【００２８】
サブ制御弁８１は、パイロット圧室８４にパイロット圧が導かれると、増速ポジションｄに切換わる。この増速ポジションｄにて、ポンプポート８２と負荷ポート８３とが連通し、サブポンプ８０から吐出される吐出油が第三負荷通路５３、第二負荷通路５２を通ってボトム側圧力室１１２に供給される。
【００２９】
メイン制御弁４０及びサブ制御弁８１のパイロット圧を制御する操作機構２が設けられる。
【００３０】
この操作機構２は、オペレータによって操作されるレバー３を備える。オペレータがレバー３を図にて左側に倒す操作をすることによって、メイン制御弁４０のパイロット圧室６３にパイロット圧が導かれ、このパイロット圧によってメイン制御弁４０が伸長ポジションａに切り換わる。レバー３の操作量（レバー開度）Ｄが大きくなるのに伴ってメイン制御弁４０の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが増すのに応じてメイン制御弁４０を通過する作動油の流量が増え、ブームシリンダ１１０の伸長速度が高められる。
【００３１】
オペレータがレバー３を図にて左側に倒す操作量Ｄが所定値を超えて増えるのに伴って、サブ制御弁８１のパイロット圧室８４にパイロット圧が導かれ、このパイロット圧によってサブ制御弁８１が増速ポジションｄに切り換わる。レバー３の操作量Ｄが大きくなるのに伴ってサブ制御弁８１の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが所定値を超えて増すのに応じてサブ制御弁８１を通過する作動油の流量分が追加され、ブームシリンダ１１０の伸長速度が段階的に高められる。
【００３２】
オペレータがレバー３を図にて右側に倒す操作をすることによって、メイン制御弁４０のパイロット圧室６４にパイロット圧が導かれる。このパイロット圧によってメイン制御弁４０が収縮ポジションｂに切り換わり、その操作量Ｄが大きくなるのに伴ってメイン制御弁４０の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが増すのに応じてメイン制御弁４０を通過する作動油の流量が増え、ブームシリンダ１１０の収縮速度が高められる。
【００３３】
操作機構２は、レバー３の操作方向、操作量Ｄを検出するレバー操作量検出器（図示せず）を備え、レバー３の操作方向や操作量Ｄがこのレバー操作量検出器から電気信号としてコントローラ４に出力される。
【００３４】
流体圧制御装置１は、ブームシリンダ１１０から流出する作動油の圧力エネルギを回収する回生ユニット１０を備える。
【００３５】
第二負荷通路５２にはアンチドリフト弁３５が介装され、回生通路２５にはアンチドリフト弁３８が介装される。アンチドリフト弁３５、３８は、ブームシリンダ１１０が収縮する作動時に、操作機構２から導かれるパイロット圧によってスプリングに抗して開弁する、パイロットチェック弁として作動する。
【００３６】
回生ユニット１０は、ブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２から流出する作動油圧によって回転作動する回生モータ１１と、この回生モータ１１に対する作動油の供給量を調節する回生弁２０とを備える。ボトム側圧力室１１２から流出する作動油が、回生弁２０を介して回生モータ１１に供給されることにより、回生モータ１１が回転作動して電動機（ジェネレータ）１２を駆動し、この電動機１２によって発電される電力がインバータ１３を介してバッテリ１４に充電される。
【００３７】
回生モータ１１と電動機１２とは、同一軸上に設けられ、これらが互いに連動して同一速度で回転作動する。
【００３８】
なお、これに限らず、回生ユニット１０は、回生モータ１１、電動機１２が、歯車等によって構成される動力伝達機構を介して互いに異なる速度で回転作動する構成としてもよい。
【００３９】
電動機１２には、インバータ１３を介してバッテリ１４が接続される。電動機１２は、その回転作動によって発電を行い、その電力がインバータ１３を介してバッテリ１４に充電される。
【００４０】
バッテリ１４の蓄電圧を検出する蓄電圧検出器１５が設けられる。コントローラ４は、蓄電圧検出器１５の検出信号と操作機構２からの信号を入力し、バッテリ１４が満充電に達しておらず、かつブームシリンダ１１０が収縮する作動時をエネルギ回生時と判定し、パイロット電磁弁３１を開弁させる制御を行う。これにより、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が高められ、回生弁２０が開ポジションｇに切換えられ、ブームシリンダ１１０から流出する作動油が回生モータ１１に供給され、エネルギ回生が行われる。
【００４１】
一方、コントローラ４は、バッテリ１４が満充電に達していると判定される場合、パイロット電磁弁３１の通電を停止する制御を行う。これにより、回生弁２０が閉ポジションｆに切換えられ、ブームシリンダ１１０から流出する作動油の全量が第二負荷通路５２、メイン制御弁４０、戻し通路２６を介してタンク５９に戻され、エネルギ回生が行われない。
【００４２】
コントローラ４は、回生通路２５の圧力を検出する圧力検出器９、電動機１２の回転速度を検出する回転検出器８、レバー操作量検出器、インバータ１３等からの検出信号を入力し、回生ユニット１０の運転状態に異常があるか否かを判定し、回生ユニット１０の作動に異常があると判定された場合に、回生弁２０を閉ポジションｆに切換えて、エネルギ回生を停止するフェイルセーフ制御を行う。
【００４３】
図３は、回生モータ１１の断面図である。回生モータ１１は、モータハウジング６５とベースプレート８５とにより形成される内部空間にシリンダブロック７１および斜板７９等が収装される。
【００４４】
シリンダブロック７１はモータシャフト７３を介して回転作動する。モータシャフト７３は、その一端がベースプレート８５にベアリング６６を介して支持され、その他端がモータハウジング６５にベアリング６７を介して支持される。モータシャフト７３の端部には電動機１２のシャフト（図示せず）が連結される。
【００４５】
シリンダブロック７１には複数本のシリンダ７２がその回転軸Ｏと平行に、かつその回転軸Ｏを中心とする略同一円周上に一定の間隔を持って並んで配置される。
【００４６】
各シリンダ７２にはピストン７５がそれぞれ挿入され、両者の間に容積室７４が画成される。各ピストン７５の一端側はシリンダブロック７１から突出され、斜板７９に接するシュー７６を介して支持される。
【００４７】
シリンダブロック７１の内側にはスプリング７７が圧縮して介装され、このスプリング７７の弾性復元力が各シュー７６に伝えられ、各シュー７６が斜板７９に押し付けられる。
【００４８】
ベースプレート８５は複数のボルト５８を介してモータハウジング６５に締結される。ベースプレート８５とモータハウジング６５との間にはシリンダブロック７１の端面を摺接させるバルブプレート７８が介装される。
【００４９】
バルブプレート７８には、円弧状に開口するモータ入口ポート１７とモータ出口ポート１８がそれぞれ形成され、容積室７４に対する作動油の給排を切換える。
【００５０】
シリンダブロック７１の１回転につき、容積室７４がモータ入口ポート１７とモータ出口ポート１８に連通することにより、各ピストン７５がシリンダ７２を１往復動し、容積室７４の容積が拡張する拡張行程と、容積室７４容積が収縮する収縮行程とが繰り返し行われる。
【００５１】
拡張行程では、作動油がモータ入口ポート１７からモータ入口ポート１７を通して容積室７４に供給される。この作動油圧によってピストン７５がシリンダ７２から突出する方向（図３にて右方向）に移動し、斜板７９に対してシリンダブロック７１を回転駆動する。
【００５２】
収縮行程では、ピストン７５がシリンダ７２に入り込む方向（図３にて左方向）に移動することによってシリンダ７２内の作動油がモータ出口ポート１８を通って排出される。
【００５３】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿うベースプレート８５の断面図である。ベースプレート８５には回生弁２０と第一チェック弁３２と第二チェック弁３３が収装される。
【００５４】
回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に摺動可能に介装されるスプール４６とを備える。
【００５５】
ベースプレート８５には、収容孔８６に連通する供給ポート２１、戻しポート２２、回生弁入口ポート２３、回生弁出口ポート２４が形成される。
【００５６】
供給ポート２１には、回生通路２５を画成する図示しない油圧配管が接続される。供給ポート２１は、この油圧配管を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００５７】
戻しポート２２は、戻し通路２６を画成する図示しない油圧配管が接続される。
戻しポート２２は、この油圧配管を介してタンク５９に連通される。
【００５８】
回生弁入口ポート２３は、バルブプレート７８のモータ入口ポート１７に連通され、容積室７４に流入する作動油を導く。
【００５９】
回生弁出口ポート２４は、バルブプレート７８のモータ出口ポート１８に連通され、容積室７４から流出する作動油を導く。
【００６０】
回生弁２０は、スプール４６の一端を付勢するスプリング２８を備える。ベースプレート８５には、スプリング２８を収容するスプリングハウジング５４が複数のボルト５５を介して締結される。スプール４６はスプリング２８の付勢力によって図４に示すように閉ポジションｆに保持される。
【００６１】
スプール４６は、入口ランド部４９と出口ランド部４７とを有する。閉ポジションｆにて、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３の間が入口ランド部４９によって遮断されるとともに、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間が出口ランド部４７によって遮断される。これにより、回生モータ１１に対する作動油の供給が停止される。
【００６２】
スプール４６は、出口ランド部４７に開口する複数のノッチ４８を有する。このノッチ４８は、閉ポジションｆにて、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２とを連通する絞り２９（図２参照）を構成する。
【００６３】
ベースプレート８５には、バルブハウジング５６が複数のボルト５７を介して締結され、両者の間にパイロット圧室２７が画成され、このパイロット圧室２７にスプール５０の一端部が面している。回生弁２０は、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧力によってスプリング２８の付勢力に抗してスプール４６が図４にて右方向に移動すると開ポジションｇに切換わる。
【００６４】
この開ポジションｇにて、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３が連通されるとともに、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２が連通される。これにより、ブームシリンダ１１０が収縮するのに伴って、ボトム側圧力室１１２から流出する作動油は、回生通路２５、供給ポート２１、回生弁入口ポート２３、モータ入口ポート１７を通って回生モータ１１の容積室７４に供給され、この作動油の圧力エネルギによって回生モータ１１が回転作動する。こうして回生モータ１１が回転作動するのに伴って、容積室７４から流出する作動油は、モータ出口ポート１８、回生弁出口ポート２４、戻しポート２２、戻し通路２６を通ってタンク５９に戻される。
【００６５】
バルブハウジング５６には、パイロットポート８８が形成され、このパイロットポート８８とパイロット圧室２７の間にはパイロット電磁弁３１と減圧弁３６が介装される。
【００６６】
パイロットポート８８には、パイロット圧を導く図示しない油圧配管が接続される。
【００６７】
パイロット電磁弁３１の開度はコントローラ４によって制御され、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が調節される。コントローラ４は、オペレータがレバー３を図にて右側に倒す操作量Ｄが大きくなるのに伴ってパイロット電磁弁３１の開度を大きく調節する。レバー３を図２にて右側に倒す操作量Ｄが大きくなるのに伴って、パイロット電磁弁３１を介してパイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が高められ、スプール４６が図４にてスプリング２８に抗して右方向に移動する。これにより、レバー３の操作量Ｄに応じて回生弁２０の開度Ａが大きく調節され、回生モータ１１に供給される作動油の流量が増える。
【００６８】
ベースプレート８５には、回生弁入口ポート２３と回生弁出口ポート２４を短絡する第一短絡ポート３７が形成され、この第一短絡ポート３７を開閉する第一チェック弁３２が介装される。
【００６９】
第一チェック弁３２は、ベースプレート８５の収容孔９１に摺動可能に介装されるスプール９２と、このスプール９２を閉弁方向に付勢するスプリング９３と備える。
【００７０】
第一チェック弁３２は、回生弁出口ポート２４の圧力が回生弁入口ポート２３より高まるのに伴ってスプリング９３に抗してスプール９２がシート部９４から離れて開弁する。
【００７１】
ベースプレート８５には、メークアップポート８９が形成される。このメークアップポート８９には戻し通路２６を画成する図示しない油圧配管が接続される。
【００７２】
ベースプレート８５には、タンク５９に連通するメークアップポート８９と回生弁入口ポート２３とを短絡する第二短絡ポート３４が形成され、この第二短絡ポート３４に第二チェック弁３３が介装される。
【００７３】
第二チェック弁３３は、ベースプレート８５に介装されるバルブボディ９５と、このバルブボディ９５に摺動可能に介装されるポペット９６と、このポペット９６を閉弁方向に付勢するスプリング９７と備える。
【００７４】
第二チェック弁３３は、回生弁入口ポート２３の圧力が戻し通路２６より低くなるのに伴ってスプリング９７に抗してスプール９６がシート部９８から離れて開弁する。
【００７５】
例えば、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わり、回生弁入口ポート２３が閉ざされた状態で、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、容積室７４から回生弁出口ポート２４に吐出される作動油は、第一チェック弁３２を介して回生弁入口ポート２３に流入するとともに、不足分の作動油が第二チェック弁３３を介して回生弁入口ポート２３に流入し、回生モータ１１が円滑に停止するようになっている。
【００７６】
以上のように、本実施形態では、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油の圧力によって回転作動する回生モータ１１と、この回生モータ１１に対する作動油の供給量を調節する回生弁２０と、を備える回生ユニット１０であって、回生モータ１１は、複数のピストン７５と、このピストン７５が往復動可能に収容されるシリンダブロック７１と、ピストン７５及びシリンダブロック７１を収容するモータ室９９と、このモータ室９９を画成するモータハウジング６５及びベースプレート８５と、を備え、供給される作動油の圧力によってピストン７５がシリンダブロック７１に対して往復動することによってシリンダブロック７１を回転駆動する構成とし、回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に収容されるスプール４６と、を備え、このスプール４６が移動されるのに伴って回生モータ１１に対する作動油の供給量が調節される構成とした。
【００７７】
上記構成に基づき、回生モータ１１のケーシングを構成するベースプレート８５に回生弁２０が設けられることにより、回生弁２０と回生モータ１１を結ぶ配管等が不要になり、回生モータ１１に給排される作動油の流れに付与される圧力損失を低減し、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油の圧力エネルギを効率よく回生することができる。
【００７８】
本実施形態では、ベースプレート８５は、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油が導かれる供給ポート２１と、供給ポート２１からの作動油を回生モータ１１へと導く回生弁入口ポート２３と、回生モータ１１から排出される作動油を導く回生弁出口ポート２４と、この回生弁出口ポート２４からの作動油をタンク５９へと導く戻しポート２２と、を有し、スプール４６は、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３との間を遮断する入口ランド部４９と、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断する出口ランド部４７と、出口ランド部４７に開口するノッチ４８と、を有し、このノッチ４８によって回生弁出口ポート２４と戻しポート２２とを常時連通する絞り２９を構成した。
【００７９】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、ノッチ４８が出口ポート２４と戻しポート２２とを連通する絞り２９を構成するため、出口ポート２４の圧力変動が緩和される。ノッチ４８が出口ランド部４７に開口することにより、絞り２９が構成されるため、構造の簡素化がはかれる。
【００８０】
本実施形態では、ベースプレート８５は、回生弁入口ポート２３と回生弁出口ポート２４を短絡する第一短絡ポート３７を有し、この第一短絡ポート３７を開閉する第一チェック弁３２が介装され、この第一チェック弁３２は回生弁出口ポート２４の圧力が回生弁入口ポート２３より高まるのに伴って開弁する構成とした。
【００８１】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、容積室７４から回生弁出口ポート２４に吐出される作動油は、第一チェック弁３２を介して回生弁入口ポート２３に流入し、回生モータ１１が円滑に停止することができる。
【００８２】
本実施形態では、ベースプレート８５は、タンク５９に連通するメークアップポート８９と回生弁入口ポート２３とを短絡する第二短絡ポート３４が形成され、この第二短絡ポート３４に第二チェック弁３３が介装され、この第二チェック弁３３は回生弁入口ポート２３の圧力がメークアップポート８９より低くなるのに伴って開弁する構成とした。
【００８３】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、タンク５９からの作動油が、第二チェック弁３３を介して回生弁入口ポート２３に流入することにより、回生モータ１１が円滑に停止するようになっている。
【００８４】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 回生ユニット
１１ 回生モータ
１７ モータ入口ポート
１８ モータ出口ポート
２０ 回生弁
２１ 供給ポート
２２ 戻しポート
２３ 回生弁入口ポート
２４ 回生弁出口ポート
２９ 絞り
３１ パイロット電磁弁
３２ 第一チェック弁
３３ 第二チェック弁
３４ 第二短絡ポート
３７ 第一短絡ポート
４６ スプール
４７ 出口ランド部
４８ ノッチ
４９ 入口ランド部
６５ モータハウジング
７１ シリンダブロック
７５ ピストン
８５ ベースプレート
８６ 収容孔
８９ メークアップポート
９９ モータ室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを回生する回生ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたエネルギ回生システムは、アクチュエータから流出する作動油圧によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動油の供給量を調節する回生弁とを備える。
【０００３】
アクチュエータから流出する作動油が、回生弁を介して回生モータに供給されることにより、回生モータが回転作動して電動機（ジェネレータ）を駆動し、この電動機によって発電される電力がバッテリに充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６３１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のエネルギ回生システムにあっては、回生モータと回生弁とが配管等によって接続される構造のため、回生モータに給排される作動油の流れに付与される圧力損失を増大し、アクチュエータから流出する作動油の圧力エネルギを回生する効率が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを効率よく回生できる回生ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アクチュエータから流出する作動流体の圧力によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動流体の供給量を調節する回生弁と、を備える回生ユニットであって、回生モータは、複数のピストンと、このピストンが往復動可能に収容されるシリンダブロックと、ピストン及びシリンダブロックを収容するモータ室と、このモータ室を画成するモータハウジング及びベースプレートと、を備え、供給される作動流体の圧力によってピストンがシリンダブロックに対して往復動することによってシリンダブロックを回転駆動する構成とし、回生弁は、ベースプレートに形成される収容孔と、この収容孔に収容されるスプールと、を備え、このスプールの移動に伴って回生モータに対する作動流体の供給量が調節される構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、回生モータのケーシングを構成するベースプレートに回生弁が設けられることにより、回生弁と回生モータを結ぶ配管等が不要になり、回生モータに給排される作動流体の流れに付与される圧力損失を低減し、アクチュエータから流出する作動流体の圧力エネルギを効率よく回生することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示す掘削アタッチメントの概略側面図。
【図２】同じく流体圧制御装置の概略構成図。
【図３】同じく回生モータの断面図。
【図４】同じく図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、油圧ショベルの掘削アタッチメント１００の構成を示す概略側面図である。
【００１２】
掘削アタッチメント１００は、掘削作業等を行うためのブーム１０１、アーム１０２及びバケット１０３を備え、これらをアクチュエータであるブームシリンダ１０４、アームシリンダ１０５及びバケットシリンダ１０６によってそれぞれ駆動する。ブームシリンダ１０４、アームシリンダ１０５及びバケットシリンダ１０６は、それぞれ油圧シリンダである。
【００１３】
ブームシリンダ１１０は、そのピストンロッド１０７がブーム１０１に連結されており、ピストンロッド１０７が移動して伸縮することによってブーム１０１を駆動する。
【００１４】
図２は、油圧ショベルの動作を制御する流体圧制御装置１の概略構成図である。以下、ブームシリンダ１１０の作動を制御する構成について説明する。
【００１５】
ブームシリンダ１１０は、そのピストン１０８によってロッド側圧力室１１１とボトム側圧力室１１２とに区画される。
【００１６】
油圧源であるメインポンプ３０及びサブポンプ８０は、油圧ショベルに搭載されたエンジン（図示せず）によって駆動され、加圧した作動油（作動流体）をそれぞれ吐出する。エンジンは、運転効率の良い所定の回転速度、負荷で運転される。
【００１７】
なお、作動油としてオイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いても良い。
【００１８】
メインポンプ３０から吐出される作動油は、メイン制御弁４０を介してブームシリンダ１１０のロッド側圧力室１１１またはボトム側圧力室１１２に供給される。
【００１９】
メイン制御弁４０は、ポンプポート４１、タンクポート４２、第一負荷ポート４３、第二負荷ポート４４を有する。ポンプポート４１は、メインポンプ３０の吐出口に接続される。タンクポート４２は、タンク５９に接続される。第一負荷ポート４３は、第一負荷通路５１を介してブームシリンダ１１０のロッド側圧力室１１１に連通される。第二負荷ポート４４は、第二負荷通路５２を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００２０】
メイン制御弁４０は、ブームシリンダ１１０を伸長させる伸長ポジションａ、ブームシリンダ１１０を収縮させる収縮ポジションｂ及びブームシリンダ１１０の負荷を保持する停止ポジションｃを有する。
【００２１】
メイン制御弁４０は、一対のパイロット圧室６３、６４と一対のスプリング６１、６２を備える。このスプリング６１、６２の付勢力によって図示のように停止ポジションｃに保持された状態では、各ポート４１〜４４のすべてが閉ざされ、ブームシリンダ１１０の負荷が保持される。
【００２２】
メイン制御弁４０は、一方のパイロット圧室６３にパイロット圧が導かれると、スプリング６１、６２の付勢力に抗して図にて左側の伸長ポジションａに切換わる。この伸長ポジションａにて、ポンプポート４１と第二負荷ポート４４とが連通し、タンクポート４２と第一負荷ポート４３とが連通する。これによりメインポンプ３０から吐出される吐出油が第二負荷通路５２を通ってボトム側圧力室１１２に供給され、ロッド側圧力室１１１の作動油が第一負荷通路５１を通ってタンク５９に戻され、ブームシリンダ１１０が伸長する。
【００２３】
メイン制御弁４０は、他方のパイロット圧室６４にパイロット圧が導かれると、スプリング６１、６２の付勢力に抗して図にて右側の収縮ポジションｂに切換わる。この収縮ポジションｂにて、ポンプポート４１と第一負荷ポート４３とが連通し、第二負荷ポート４４とタンクポート４２とが連通する。これにより、メインポンプ３０から吐出される吐出油が第一負荷通路５１を通ってロッド側圧力室１１１に供給され、ボトム側圧力室１１２の作動油が第二負荷通路５２を通ってタンク５９に戻され、ブームシリンダ１１０が収縮する。
【００２４】
収縮ポジションｂにて、第二負荷ポート４４とタンクポート４２と連通する連通路には絞り４５が介装される。これにより、…
サブポンプ８０から吐出される作動油は、サブ制御弁８１を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に供給される。
【００２５】
サブ制御弁８１は、ポンプポート８２、負荷ポート８３を有する。ポンプポート８２は、サブポンプ８０の吐出口に接続される。負荷ポート８３は、第三負荷通路５３を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００２６】
サブ制御弁８１は、ブームシリンダ１１０を伸長させる増速ポジションｄ及びブームシリンダ１１０の負荷を保持する中立ポジションｅを有する。
【００２７】
サブ制御弁８１は、一つのパイロット圧室８４と一つのスプリング６８を備える。このスプリング２８の付勢力によって図示のように中立ポジションｅに保持される状態では、各ポート８２、８３が閉ざされる。
【００２８】
サブ制御弁８１は、パイロット圧室８４にパイロット圧が導かれると、増速ポジションｄに切換わる。この増速ポジションｄにて、ポンプポート８２と負荷ポート８３とが連通し、サブポンプ８０から吐出される吐出油が第三負荷通路５３、第二負荷通路５２を通ってボトム側圧力室１１２に供給される。
【００２９】
メイン制御弁４０及びサブ制御弁８１のパイロット圧を制御する操作機構２が設けられる。
【００３０】
この操作機構２は、オペレータによって操作されるレバー３を備える。オペレータがレバー３を図にて左側に倒す操作をすることによって、メイン制御弁４０のパイロット圧室６３にパイロット圧が導かれ、このパイロット圧によってメイン制御弁４０が伸長ポジションａに切り換わる。レバー３の操作量（レバー開度）Ｄが大きくなるのに伴ってメイン制御弁４０の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが増すのに応じてメイン制御弁４０を通過する作動油の流量が増え、ブームシリンダ１１０の伸長速度が高められる。
【００３１】
オペレータがレバー３を図にて左側に倒す操作量Ｄが所定値を超えて増えるのに伴って、サブ制御弁８１のパイロット圧室８４にパイロット圧が導かれ、このパイロット圧によってサブ制御弁８１が増速ポジションｄに切り換わる。レバー３の操作量Ｄが大きくなるのに伴ってサブ制御弁８１の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが所定値を超えて増すのに応じてサブ制御弁８１を通過する作動油の流量分が追加され、ブームシリンダ１１０の伸長速度が段階的に高められる。
【００３２】
オペレータがレバー３を図にて右側に倒す操作をすることによって、メイン制御弁４０のパイロット圧室６４にパイロット圧が導かれる。このパイロット圧によってメイン制御弁４０が収縮ポジションｂに切り換わり、その操作量Ｄが大きくなるのに伴ってメイン制御弁４０の開度が増やされる。これにより、レバー３の操作量Ｄが増すのに応じてメイン制御弁４０を通過する作動油の流量が増え、ブームシリンダ１１０の収縮速度が高められる。
【００３３】
操作機構２は、レバー３の操作方向、操作量Ｄを検出するレバー操作量検出器（図示せず）を備え、レバー３の操作方向や操作量Ｄがこのレバー操作量検出器から電気信号としてコントローラ４に出力される。
【００３４】
流体圧制御装置１は、ブームシリンダ１１０から流出する作動油の圧力エネルギを回収する回生ユニット１０を備える。
【００３５】
第二負荷通路５２にはアンチドリフト弁３５が介装され、回生通路２５にはアンチドリフト弁３８が介装される。アンチドリフト弁３５、３８は、ブームシリンダ１１０が収縮する作動時に、操作機構２から導かれるパイロット圧によってスプリングに抗して開弁する、パイロットチェック弁として作動する。
【００３６】
回生ユニット１０は、ブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２から流出する作動油圧によって回転作動する回生モータ１１と、この回生モータ１１に対する作動油の供給量を調節する回生弁２０とを備える。ボトム側圧力室１１２から流出する作動油が、回生弁２０を介して回生モータ１１に供給されることにより、回生モータ１１が回転作動して電動機（ジェネレータ）１２を駆動し、この電動機１２によって発電される電力がインバータ１３を介してバッテリ１４に充電される。
【００３７】
回生モータ１１と電動機１２とは、同一軸上に設けられ、これらが互いに連動して同一速度で回転作動する。
【００３８】
なお、これに限らず、回生ユニット１０は、回生モータ１１、電動機１２が、歯車等によって構成される動力伝達機構を介して互いに異なる速度で回転作動する構成としてもよい。
【００３９】
電動機１２には、インバータ１３を介してバッテリ１４が接続される。電動機１２は、その回転作動によって発電を行い、その電力がインバータ１３を介してバッテリ１４に充電される。
【００４０】
バッテリ１４の蓄電圧を検出する蓄電圧検出器１５が設けられる。コントローラ４は、蓄電圧検出器１５の検出信号と操作機構２からの信号を入力し、バッテリ１４が満充電に達しておらず、かつブームシリンダ１１０が収縮する作動時をエネルギ回生時と判定し、パイロット電磁弁３１を開弁させる制御を行う。これにより、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が高められ、回生弁２０が開ポジションｇに切換えられ、ブームシリンダ１１０から流出する作動油が回生モータ１１に供給され、エネルギ回生が行われる。
【００４１】
一方、コントローラ４は、バッテリ１４が満充電に達していると判定される場合、パイロット電磁弁３１の通電を停止する制御を行う。これにより、回生弁２０が閉ポジションｆに切換えられ、ブームシリンダ１１０から流出する作動油の全量が第二負荷通路５２、メイン制御弁４０、戻し通路２６を介してタンク５９に戻され、エネルギ回生が行われない。
【００４２】
コントローラ４は、回生通路２５の圧力を検出する圧力検出器９、電動機１２の回転速度を検出する回転検出器８、レバー操作量検出器、インバータ１３等からの検出信号を入力し、回生ユニット１０の運転状態に異常があるか否かを判定し、回生ユニット１０の作動に異常があると判定された場合に、回生弁２０を閉ポジションｆに切換えて、エネルギ回生を停止するフェイルセーフ制御を行う。
【００４３】
図３は、回生モータ１１の断面図である。回生モータ１１は、モータハウジング６５とベースプレート８５とにより形成される内部空間にシリンダブロック７１および斜板７９等が収装される。
【００４４】
シリンダブロック７１はモータシャフト７３を介して回転作動する。モータシャフト７３は、その一端がベースプレート８５にベアリング６６を介して支持され、その他端がモータハウジング６５にベアリング６７を介して支持される。モータシャフト７３の端部には電動機１２のシャフト（図示せず）が連結される。
【００４５】
シリンダブロック７１には複数本のシリンダ７２がその回転軸Ｏと平行に、かつその回転軸Ｏを中心とする略同一円周上に一定の間隔を持って並んで配置される。
【００４６】
各シリンダ７２にはピストン７５がそれぞれ挿入され、両者の間に容積室７４が画成される。各ピストン７５の一端側はシリンダブロック７１から突出され、斜板７９に接するシュー７６を介して支持される。
【００４７】
シリンダブロック７１の内側にはスプリング７７が圧縮して介装され、このスプリング７７の弾性復元力が各シュー７６に伝えられ、各シュー７６が斜板７９に押し付けられる。
【００４８】
ベースプレート８５は複数のボルト５８を介してモータハウジング６５に締結される。ベースプレート８５とモータハウジング６５との間にはシリンダブロック７１の端面を摺接させるバルブプレート７８が介装される。
【００４９】
バルブプレート７８には、円弧状に開口するモータ入口ポート１７とモータ出口ポート１８がそれぞれ形成され、容積室７４に対する作動油の給排を切換える。
【００５０】
シリンダブロック７１の１回転につき、容積室７４がモータ入口ポート１７とモータ出口ポート１８に連通することにより、各ピストン７５がシリンダ７２を１往復動し、容積室７４の容積が拡張する拡張行程と、容積室７４容積が収縮する収縮行程とが繰り返し行われる。
【００５１】
拡張行程では、作動油がモータ入口ポート１７からモータ入口ポート１７を通して容積室７４に供給される。この作動油圧によってピストン７５がシリンダ７２から突出する方向（図３にて右方向）に移動し、斜板７９に対してシリンダブロック７１を回転駆動する。
【００５２】
収縮行程では、ピストン７５がシリンダ７２に入り込む方向（図３にて左方向）に移動することによってシリンダ７２内の作動油がモータ出口ポート１８を通って排出される。
【００５３】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿うベースプレート８５の断面図である。ベースプレート８５には回生弁２０と第一チェック弁３２と第二チェック弁３３が収装される。
【００５４】
回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に摺動可能に介装されるスプール４６とを備える。
【００５５】
ベースプレート８５には、収容孔８６に連通する供給ポート２１、戻しポート２２、回生弁入口ポート２３、回生弁出口ポート２４が形成される。
【００５６】
供給ポート２１には、回生通路２５を画成する図示しない油圧配管が接続される。供給ポート２１は、この油圧配管を介してブームシリンダ１１０のボトム側圧力室１１２に連通される。
【００５７】
戻しポート２２は、戻し通路２６を画成する図示しない油圧配管が接続される。
戻しポート２２は、この油圧配管を介してタンク５９に連通される。
【００５８】
回生弁入口ポート２３は、バルブプレート７８のモータ入口ポート１７に連通され、容積室７４に流入する作動油を導く。
【００５９】
回生弁出口ポート２４は、バルブプレート７８のモータ出口ポート１８に連通され、容積室７４から流出する作動油を導く。
【００６０】
回生弁２０は、スプール４６の一端を付勢するスプリング２８を備える。ベースプレート８５には、スプリング２８を収容するスプリングハウジング５４が複数のボルト５５を介して締結される。スプール４６はスプリング２８の付勢力によって図４に示すように閉ポジションｆに保持される。
【００６１】
スプール４６は、入口ランド部４９と出口ランド部４７とを有する。閉ポジションｆにて、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３の間が入口ランド部４９によって遮断されるとともに、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間が出口ランド部４７によって遮断される。これにより、回生モータ１１に対する作動油の供給が停止される。
【００６２】
スプール４６は、出口ランド部４７に開口する複数のノッチ４８を有する。このノッチ４８は、閉ポジションｆにて、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２とを連通する絞り２９（図２参照）を構成する。
【００６３】
ベースプレート８５には、バルブハウジング５６が複数のボルト５７を介して締結され、両者の間にパイロット圧室２７が画成され、このパイロット圧室２７にスプール５０の一端部が面している。回生弁２０は、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧力によってスプリング２８の付勢力に抗してスプール４６が図４にて右方向に移動すると開ポジションｇに切換わる。
【００６４】
この開ポジションｇにて、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３が連通されるとともに、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２が連通される。これにより、ブームシリンダ１１０が収縮するのに伴って、ボトム側圧力室１１２から流出する作動油は、回生通路２５、供給ポート２１、回生弁入口ポート２３、モータ入口ポート１７を通って回生モータ１１の容積室７４に供給され、この作動油の圧力エネルギによって回生モータ１１が回転作動する。こうして回生モータ１１が回転作動するのに伴って、容積室７４から流出する作動油は、モータ出口ポート１８、回生弁出口ポート２４、戻しポート２２、戻し通路２６を通ってタンク５９に戻される。
【００６５】
バルブハウジング５６には、パイロットポート８８が形成され、このパイロットポート８８とパイロット圧室２７の間にはパイロット電磁弁３１と減圧弁３６が介装される。
【００６６】
パイロットポート８８には、パイロット圧を導く図示しない油圧配管が接続される。
【００６７】
パイロット電磁弁３１の開度はコントローラ４によって制御され、パイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が調節される。コントローラ４は、オペレータがレバー３を図にて右側に倒す操作量Ｄが大きくなるのに伴ってパイロット電磁弁３１の開度を大きく調節する。レバー３を図２にて右側に倒す操作量Ｄが大きくなるのに伴って、パイロット電磁弁３１を介してパイロット圧室２７に導かれるパイロット圧が高められ、スプール４６が図４にてスプリング２８に抗して右方向に移動する。これにより、レバー３の操作量Ｄに応じて回生弁２０の開度Ａが大きく調節され、回生モータ１１に供給される作動油の流量が増える。
【００６８】
ベースプレート８５には、回生弁入口ポート２３と回生弁出口ポート２４を短絡する第一短絡ポート３７が形成され、この第一短絡ポート３７を開閉する第一チェック弁３２が介装される。
【００６９】
第一チェック弁３２は、ベースプレート８５の収容孔９１に摺動可能に介装されるスプール９２と、このスプール９２を閉弁方向に付勢するスプリング９３と備える。
【００７０】
第一チェック弁３２は、回生弁出口ポート２４の圧力が回生弁入口ポート２３より高まるのに伴ってスプリング９３に抗してスプール９２がシート部９４から離れて開弁する。
【００７１】
ベースプレート８５には、メークアップポート８９が形成される。このメークアップポート８９には戻し通路２６を画成する図示しない油圧配管が接続される。
【００７２】
ベースプレート８５には、タンク５９に連通するメークアップポート８９と回生弁入口ポート２３とを短絡する第二短絡ポート３４が形成され、この第二短絡ポート３４に第二チェック弁３３が介装される。
【００７３】
第二チェック弁３３は、ベースプレート８５に介装されるバルブボディ９５と、このバルブボディ９５に摺動可能に介装されるポペット９６と、このポペット９６を閉弁方向に付勢するスプリング９７と備える。
【００７４】
第二チェック弁３３は、回生弁入口ポート２３の圧力が戻し通路２６より低くなるのに伴ってスプリング９７に抗してスプール９６がシート部９８から離れて開弁する。
【００７５】
例えば、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わり、回生弁入口ポート２３が閉ざされた状態で、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、容積室７４から回生弁出口ポート２４に吐出される作動油は、第一チェック弁３２を介して回生弁入口ポート２３に流入するとともに、不足分の作動油が第二チェック弁３３を介して回生弁入口ポート２３に流入し、回生モータ１１が円滑に停止するようになっている。
【００７６】
以上のように、本実施形態では、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油の圧力によって回転作動する回生モータ１１と、この回生モータ１１に対する作動油の供給量を調節する回生弁２０と、を備える回生ユニット１０であって、回生モータ１１は、複数のピストン７５と、このピストン７５が往復動可能に収容されるシリンダブロック７１と、ピストン７５及びシリンダブロック７１を収容するモータ室９９と、このモータ室９９を画成するモータハウジング６５及びベースプレート８５と、を備え、供給される作動油の圧力によってピストン７５がシリンダブロック７１に対して往復動することによってシリンダブロック７１を回転駆動する構成とし、回生弁２０は、ベースプレート８５に形成される収容孔８６と、この収容孔８６に収容されるスプール４６と、を備え、このスプール４６が移動されるのに伴って回生モータ１１に対する作動油の供給量が調節される構成とした。
【００７７】
上記構成に基づき、回生モータ１１のケーシングを構成するベースプレート８５に回生弁２０が設けられることにより、回生弁２０と回生モータ１１を結ぶ配管等が不要になり、回生モータ１１に給排される作動油の流れに付与される圧力損失を低減し、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油の圧力エネルギを効率よく回生することができる。
【００７８】
本実施形態では、ベースプレート８５は、アクチュエータ（ブームシリンダ１１０）から流出する作動油が導かれる供給ポート２１と、供給ポート２１からの作動油を回生モータ１１へと導く回生弁入口ポート２３と、回生モータ１１から排出される作動油を導く回生弁出口ポート２４と、この回生弁出口ポート２４からの作動油をタンク５９へと導く戻しポート２２と、を有し、スプール４６は、供給ポート２１と回生弁入口ポート２３との間を遮断する入口ランド部４９と、回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断する出口ランド部４７と、出口ランド部４７に開口するノッチ４８と、を有し、このノッチ４８によって回生弁出口ポート２４と戻しポート２２とを常時連通する絞り２９を構成した。
【００７９】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、ノッチ４８が出口ポート２４と戻しポート２２とを連通する絞り２９を構成するため、出口ポート２４の圧力変動が緩和される。ノッチ４８が出口ランド部４７に開口することにより、絞り２９が構成されるため、構造の簡素化がはかれる。
【００８０】
本実施形態では、ベースプレート８５は、回生弁入口ポート２３と回生弁出口ポート２４を短絡する第一短絡ポート３７を有し、この第一短絡ポート３７を開閉する第一チェック弁３２が介装され、この第一チェック弁３２は回生弁出口ポート２４の圧力が回生弁入口ポート２３より高まるのに伴って開弁する構成とした。
【００８１】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、容積室７４から回生弁出口ポート２４に吐出される作動油は、第一チェック弁３２を介して回生弁入口ポート２３に流入し、回生モータ１１が円滑に停止することができる。
【００８２】
本実施形態では、ベースプレート８５は、タンク５９に連通するメークアップポート８９と回生弁入口ポート２３とを短絡する第二短絡ポート３４が形成され、この第二短絡ポート３４に第二チェック弁３３が介装され、この第二チェック弁３３は回生弁入口ポート２３の圧力がメークアップポート８９より低くなるのに伴って開弁する構成とした。
【００８３】
上記構成に基づき、回生弁２０が開ポジションｇから閉ポジションｆに切換わる際に、出口ランド部４７が回生弁出口ポート２４と戻しポート２２の間を遮断しても、回生モータ１１が慣性力によって回転するとき、タンク５９からの作動油が、第二チェック弁３３を介して回生弁入口ポート２３に流入することにより、回生モータ１１が円滑に停止するようになっている。
【００８４】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 回生ユニット
１１ 回生モータ
１７ モータ入口ポート
１８ モータ出口ポート
２０ 回生弁
２１ 供給ポート
２２ 戻しポート
２３ 回生弁入口ポート
２４ 回生弁出口ポート
２９ 絞り
３１ パイロット電磁弁
３２ 第一チェック弁
３３ 第二チェック弁
３４ 第二短絡ポート
３７ 第一短絡ポート
４６ スプール
４７ 出口ランド部
４８ ノッチ
４９ 入口ランド部
６５ モータハウジング
７１ シリンダブロック
７５ ピストン
８５ ベースプレート
８６ 収容孔
８９ メークアップポート
９９ モータ室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータから流出する作動流体の圧力によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動流体の供給量を調節する回生弁と、を備える回生ユニットであって、
前記回生モータは、複数のピストンと、このピストンが往復動可能に収容されるシリンダブロックと、前記ピストン及び前記シリンダブロックを収容するモータ室と、このモータ室を画成するモータハウジング及びベースプレートと、を備え、供給される作動流体の圧力によって前記ピストンが前記シリンダブロックに対して往復動することによって前記シリンダブロックを回転駆動する構成とし、前記回生弁は、前記ベースプレートに形成される収容孔と、この収容孔に収容されるスプールと、を備え、このスプールの移動に伴って前記回生モータに対する作動流体の供給量が調節されることを特徴とする回生ユニット。
【請求項２】
前記ベースプレートは、前記アクチュエータから流出する作動流体が導かれる供給ポートと、この供給ポートからの作動流体を前記回生モータへと導く回生弁入口ポートと、前記回生モータから排出される作動流体を導く回生弁出口ポートと、この回生弁出口ポートからの作動流体をタンクへと導く戻しポートと、を有し、前記スプールは、前記供給ポートと前記回生弁入口ポートとの間を遮断する入口ランド部と、前記回生弁出口ポートと前記戻しポートの間を遮断する出口ランド部と、この出口ランド部に開口するノッチと、を有し、このノッチによって前記回生弁出口ポートと前記戻しポートとを常時連通する絞りを構成したことを特徴とする請求項１に記載の回生ユニット。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記回生弁入口ポートと前記回生弁出口ポートを短絡する第一短絡ポートを有し、この第一短絡ポートを開閉する第一チェック弁が介装され、この第一チェック弁は前記回生弁出口ポートの圧力が回生弁入口ポートより高まるのに伴って開弁することを特徴とする請求項１または２に記載の回生ユニット。
【請求項４】
前記ベースプレートは、タンクに連通するメークアップポートと前記回生弁入口ポートとを短絡する第二短絡ポートが形成され、この第二短絡ポートに第二チェック弁が介装され、この第二チェック弁は前記回生弁入口ポートの圧力が前記メークアップポートより低くなるのに伴って開弁することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の回生ユニット。
【請求項１】
アクチュエータから流出する作動流体の圧力によって回転作動する回生モータと、この回生モータに対する作動流体の供給量を調節する回生弁と、を備える回生ユニットであって、
前記回生モータは、複数のピストンと、このピストンが往復動可能に収容されるシリンダブロックと、前記ピストン及び前記シリンダブロックを収容するモータ室と、このモータ室を画成するモータハウジング及びベースプレートと、を備え、供給される作動流体の圧力によって前記ピストンが前記シリンダブロックに対して往復動することによって前記シリンダブロックを回転駆動する構成とし、前記回生弁は、前記ベースプレートに形成される収容孔と、この収容孔に収容されるスプールと、を備え、このスプールの移動に伴って前記回生モータに対する作動流体の供給量が調節されることを特徴とする回生ユニット。
【請求項２】
前記ベースプレートは、前記アクチュエータから流出する作動流体が導かれる供給ポートと、この供給ポートからの作動流体を前記回生モータへと導く回生弁入口ポートと、前記回生モータから排出される作動流体を導く回生弁出口ポートと、この回生弁出口ポートからの作動流体をタンクへと導く戻しポートと、を有し、前記スプールは、前記供給ポートと前記回生弁入口ポートとの間を遮断する入口ランド部と、前記回生弁出口ポートと前記戻しポートの間を遮断する出口ランド部と、この出口ランド部に開口するノッチと、を有し、このノッチによって前記回生弁出口ポートと前記戻しポートとを常時連通する絞りを構成したことを特徴とする請求項１に記載の回生ユニット。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記回生弁入口ポートと前記回生弁出口ポートを短絡する第一短絡ポートを有し、この第一短絡ポートを開閉する第一チェック弁が介装され、この第一チェック弁は前記回生弁出口ポートの圧力が回生弁入口ポートより高まるのに伴って開弁することを特徴とする請求項１または２に記載の回生ユニット。
【請求項４】
前記ベースプレートは、タンクに連通するメークアップポートと前記回生弁入口ポートとを短絡する第二短絡ポートが形成され、この第二短絡ポートに第二チェック弁が介装され、この第二チェック弁は前記回生弁入口ポートの圧力が前記メークアップポートより低くなるのに伴って開弁することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の回生ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３１６１（Ｐ２０１２−１３１６１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５０９７５（Ｐ２０１０−１５０９７５）
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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